De tropen van de aarde breiden zich naar de polen uit en die expansie wordt aangedreven door door de mens veroorzaakte veranderingen in de oceaan, volgens nieuw onderzoek.

De tropen wikkelen zich om het midden van de aarde als een warm, natte riem. Dit deel van de wereld krijgt het hele jaar door het meeste directe zonlicht en wordt gekenmerkt door hoge gemiddelde temperaturen en hevige regenval. In tegenstelling tot het weelderige binnenland van de tropen, echter, de randen van deze regio zijn heet en uitgedroogd.

Wetenschappers hebben de afgelopen 15 jaar opgemerkt dat deze dorre banden zich uitbreiden naar de polen in regio's zoals de Middellandse Zee, Zuid-Australië en Zuid-Californië. interessant, deze droge gebieden zijn op het zuidelijk halfrond meer uitgebreid dan op het noordelijk halfrond en onderzoekers hebben moeite gehad om precies vast te stellen wat de trend is.

Een nieuwe studie in AGU's, Journal of Geophysical Research:Atmosferen stelt dat het uitblijven van overeenstemming over een exact mechanisme is gedeeltelijk, omdat de meeste onderzoekers op de verkeerde plaats hebben gezocht. De nieuwe studie wees uit dat tropische expansie voornamelijk wordt veroorzaakt door de opwarming van de oceaan veroorzaakt door klimaatverandering in plaats van directe veranderingen in de atmosfeer. Er vindt een grotere verschuiving plaats op het zuidelijk halfrond omdat het meer oceaanoppervlak heeft, volgens de nieuwe studie.

Tropische expansie zou ingrijpende economische en sociale implicaties kunnen hebben:het proces zou stormpaden kunnen verschuiven en ernstigere bosbranden en droogtes kunnen veroorzaken in plaatsen zoals Californië en Australië die al waterstress hebben.

De nieuwe bevindingen leveren het duidelijkste bewijs tot nu toe dat tropische expansie in feite voornamelijk wordt aangedreven door klimaatverandering, volgens de auteurs van de studie. Hoewel natuurlijke klimaatschommelingen op lange termijn bijdragen aan de waargenomen trends, deze variaties alleen kunnen de mate waarin expansie al heeft plaatsgevonden niet verklaren.

Dit betekent, de auteurs beweren, dat klimaatverandering al aanzienlijk heeft bijgedragen aan tropische expansie, vooral op het door de oceaan gedomineerde zuidelijk halfrond.

"We tonen aan dat de versterkte subtropische opwarming van de oceaan onafhankelijk is van de natuurlijke klimaatschommelingen, " zei Hu Yang, een klimaatwetenschapper aan het Alfred Wegner Instituut in Bremerhaven, Duitsland en hoofdauteur van de nieuwe studie. "Dit is een gevolg van de opwarming van de aarde."

Een verontrustend fenomeen

Een artikel uit 2006, gepubliceerd in het tijdschrift Science, kondigde een verontrustende bevinding aan:in sommige delen van de wereld, de tropen breidden zich uit. Onderzoekers hebben geprobeerd de boosdoener te achterhalen sinds dat artikel werd gepubliceerd. Wetenschappers schatten op basis van satellietwaarnemingen dat deze verbreding plaatsvindt met een snelheid van 0,25 tot 0,5 graden breedtegraad per decennium. Maar zonder een oorzaak aan te wijzen, ze kunnen niet nauwkeurig modelleren hoe snel de uitbreiding in de toekomst zal plaatsvinden of welke regio's het zal beïnvloeden.

Sommige onderzoekers hebben de uitstoot van broeikasgassen gesuggereerd, aantasting van de ozonlaag en aerosolen in de atmosfeer zorgen voor de expansie. Maar klimaatmodellen die deze variabelen gebruiken om de expansie te verklaren, onderschatten consequent de snelheid van de verschuiving en verklaren niet waarom expansie in sommige regio's wel en niet in andere regio's plaatsvindt. Dit heeft ertoe geleid dat sommige onderzoekers theoretiseren dat tropische expansie eenvoudig kan worden verklaard door natuurlijke schommelingen in het klimaat op aarde. Maar natuurlijke variatie past niet helemaal bij de patronen die wetenschappers al hebben waargenomen.

Oceaan versus atmosfeer

Yang en collega's begonnen in 2015 kennis te nemen van tropische expansie bij het analyseren van oceaanstromingen die warm water naar de polen voeren. Dit zette hen aan het denken:wat als tropische expansie niet werd aangedreven door veranderingen in de atmosfeer, maar veranderingen in de oceaan?

Omdat de oceaan en de atmosfeer sterk verbonden systemen zijn, het is vaak moeilijk te zeggen wie de ander drijft, zei Yang. In de nieuwe studie Yang en zijn collega's analyseerden de watertemperaturen in de grote oceaangyres, grote cirkelvormige oceaanstromingen die warm water naar de polen voeren en koud water naar de evenaar. Ze gebruikten satellietwaarnemingen van de oppervlaktetemperatuur van de zee tussen 1982, het jaar waar de waarnemingen begonnen, en 2018, en vergeleek deze waarnemingen met gegevens over de zich uitbreidende tropen die teruggaan tot 1979.

Ze ontdekten dat overtollige warmte zich ophoopte in de subtropische oceanen sinds het broeikaseffect begon in het midden van de 19e eeuw en tropische randen en oceaanwervelingen naar de polen heeft gedreven. Toen de onderzoekers de beweging van de oceaangyres vergeleken met tropische expansie, ze vonden dat de twee fenomenen overeenkwamen:tropische expansie vond plaats op plaatsen waar de oceaangyres zich naar de polen bewogen.

"Ik ben echt onder de indruk van dit papier, " zei Kristopher Karnauskas, universitair hoofddocent bij de afdeling Atmosferische en Oceanische Wetenschappen aan de Universiteit van Colorado Boulder, die niet was verbonden met de nieuwe studie. "Er zijn echt niet veel kranten die echt de rol van de oceaan in het tropische expansieprobleem onderzoeken."